耐火材料标准化工程应用型人才培养模式探索与实践

标准化是材料产业提质增效的重要措施,标准化工程应用型人才稀缺是制约材料行业标准化工作推进的主要原因。本文基于耐火材料行业发展趋势及武汉科技大学在耐火材料行业中的特殊地位,分析了我国标准化工程应用型人才培养现状,结合新发展形势下耐火材料行业对标准化人才的需求,从课程体系设计、实践平台建设及师资队伍培养等方面探索标准化工程应用型人才培养模式,以实现耐火材料专业教学与标准化教育的有机融合,为标准化促进耐火材料行业发展提供强大支撑。

镍催化硅改性沥青原位生成SiC晶须及其机制探讨

将沥青除去水分后，先后加入1％（w）的硝酸镍和10％（w）的Si 粉进行改性，在通Ar气氛下，分别在900、1000、1100、1200、1300和1400℃下进行炭化处理。借助XRD、FESEM、EDS研究在Ni的催化作用下，炭化温度对硅改性沥青炭化产物物相组成及显微形貌的影响，并探讨SiC晶须的生长机制。结果表明：改性沥青分别在1000、1100、1200、1300和1400℃的Ar气氛下处理后，炭化产物中均有SiC晶须生成，长度为1～6μm，且SiC晶须的生长方式为“顶端生长”，其生长机制符合V-L-S机制。

复合添加Al和TiO_2对低碳镁碳砖基质物相组成及性能的影响

以电熔镁砂、超细鳞片石墨为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,添加Al和TiO2制备低碳镁碳砖,研究复合引入Al粉和TiO2对低碳镁碳砖基质物相组成及性能的影响。结果表明,埋炭热处理后,添加剂与基质反应生成新相MgAl2O4和TiN或Ti(C,N),使低碳镁碳砖的抗氧化性能明显提高,材料的强度显著增加;此外,添加剂的复合引入有利于改善单独引入Al粉时镁碳砖埋炭处理后易水化的问题。

刚玉-尖晶石浇注料基质的物相及结构演变过程

为了探究CaO-MgO-Al_2O_3三元富铝系统物相及显微结构的演变过程,以铝酸钙水泥、尖晶石细粉和氧化铝微粉为原料,分别按C_2M_2A_(14)和CM_2A_8的理论化学组成配料,再分别经1 300、1 400、1 500、1 650、1 700和1 750℃保温6 h热处理后,利用XRD、SEM及EDS研究刚玉-尖晶石浇注料基质高温处理过程中的物相组成及显微结构演变。结果表明:1 400℃处理后,基质中有片状晶体CA_6(CaAl_(12)O_(19))生成;处理温度升高至1 650℃,CA_6与MA(MgAl_2O_4)反应生成C_2M_2A_(14)(Ca_2Mg_2Al_(28)O_(46));随着处理温度的升高,晶体的形貌逐渐由六方片状演变为等轴状。MgO与CaO物质的量比增大至2,处理温度升高至1 750℃后,样品中有等轴状晶体CM_2A_8(CaMg_2Al_(16)O_(27))生成,且同时存在C_2M_2A_(14)。

耐火材料高温力学性能综合测定仪的研制及实验教学应用

为了开展耐火材料高温力学性能的综合性实验教学,提升耐火材料高温力学性能实验教学效果,通过集成不同加载和加热技术、设计开放炉体结构、开发友好测控系统,研制了耐火材料高温力学性能综合测定仪。该仪器加热速率高达200℃·min^(-1),最高试验温度达1800℃,可实现高温耐压强度、高温抗拉强度和高温抗扭强度等高温力学参数的一站式测定。实验教学应用表明:该设备以其教学过程可视化、结果展示形象化和功能集成化等特点,显著调动了学生动手实践和思考问题的积极性,强化了学生理论知识的理解与掌握,实验教学效果提升明显。

耐火材料温度-应力-应变关系测试装置

为了表征耐火材料的温度、应力、应变三者之间的关系,自制了一种能够在载荷高达20 MPa、温度高达1600℃、保温时间长达300 h条件下测试其温度、应力、应变三者之间关系的装置。介绍了该装置的结构、工作原理、能够实现的6种典型试验模式,并采用本装置对刚玉-莫来石砖、镁铁尖晶石砖和高铝砖进行了不同模式的试验测试。结果表明:与常规试验相比,可以测得耐火材料在高应力水平、循环加载、超长时间内的变形量,或受约束条件下的热应力等参数,为耐火材料的研究、质量控制和应用提供了有益的数据。

淬冷法研究PbO-SiO2二元系统相平衡实验设计

相图在冶金、化工等工业生产领域及矿物、化学与材料科学研究领域具有重要的指导意义,是解决一些实际问题不可或缺的工具。相平衡及相图是材料类专业的核心专业课程内容之一。在开展课堂理论教学过程中,同步开展相关的实验教学是加深学生对理论知识理解与掌握的重要途径之一,同时也有利于培养学生的工程实践能力。针对当前静态法研究相平衡实验教学存在的组成点单一所致的代表性差、样品量少引起的观察结果与相图时有不符及学生无动手操作机会等问题,本文尝试将传统相平衡实验教学项目设计成为从组成设计、样品制备到显微分析与物相鉴定的全流程设计性实验,为学生创造了多环节动手操作机会,激发了学生积极性,实验教学效果显著提升。

学科交叉背景下无机非金属材料工程专业课程教学改革刍议——以“无机材料科学基础”为例

交叉学科建设作为我国高校发展战略规划的重要目标之一,在高校教学与科研工作中发挥着重要作用。“无机材料科学基础”是无机非金属材料工程专业本科生的一门专业必修基础课程,文章针对当前课程教学中存在的主要问题,提出了交叉学科背景下课程教学改革策略,为无机非金属材料工程专业青年教师教学科研互动提供有益参考。

铝酸钙水泥水化产物转化过程及调控研究进展

铝酸钙水泥是一种性能优异的水硬性结合剂,但其水化产物中的亚稳相不可避免地发生转化,导致材料的体积收缩、孔隙率增大,引起强度下降、耐久性变差等问题,制约了铝酸钙水泥在重要领域中的应用。基于铝酸钙水泥的水化过程,描述了水化产物的形成和转化与温度的密切关系,介绍了铝酸钙水泥水化产物转化机理。并从外掺微纳米粉及化学添加剂、改变养护条件等方面阐述了调控铝酸钙水泥水化产物物相转化过程的研究进展。基于此,提出了铝酸钙水泥水化产物转化过程中尚待深入研究的问题。